Date: Thu, 23 Sep 99 18:45:25  JST
From: SHUDO Kazuyuki <shudoh at muraoka.info.waseda.ac.jp>
Subject: [JavaHouse-Brewers:28054] Re: JavaVM,GC,JNI
To: java-house-brewers at java-house.etl.go.jp (JavaHouse Brewers ML)
Message-Id: <199909230942.SAA25475@cafe.muraoka.info.waseda.ac.jp>

首藤です。

大野さん wrote:

> JDK1.1のJavaVM、GC、及びJNIの動作について興味があり、2、3質問させて
> ください。

> (1)クラス(バイトコード、クラス変数)がメモリ上にロードされているとし
> ます。どのような条件が成立した場合に、不要なクラスと判断されて、GCに
> よってメモリから削除されるのでしょうか?

JDK 1.0.X と 1.1.X と 1.2.X で異なります。
JDK…というか Sun の JVM 以外でどうなっているかは知りません。

厳密には、何が GC の root set で、ヒープ上のオブジェクト
がどのように辿られるのか、と述べるしかないですが、
経験を元におおざっぱに言いますと…

1.0.X:
  クラスは回収されない。
1.1.X:
  ヒープ上のすべてのインスタンス (クラスローダを除く) が
  そのクラスを必要としない場合。
1.2.X:
  そのクラスをロードしたクラスローダがゴミにならない限り、
  回収されないように変更された。

1.1.X では結構簡単にクラスの unload が起きます。
Class.forName(...) で load して、System.gc() で簡単に unload できます。
(cf. [JavaHouse-Brewers:27855])

かたや 1.2.X では、そう簡単には unload は起きません。
特に、system class loader (bootstrap loader) にロードされたクラスは
絶対に unload されません。

[JavaHouse-Brewers:27853] asynchronous GC thread からのスレッドで、
クラスの回収 (unload) について多少述べられています。
参考になるかと思います。


クラスの unload、ネイティブメソッドからクラスオブジェク
トを扱う際は要注意です。気をつけないと、意図せず、いつの
間にかクラスが unload されていて、Segmentation Fault が
起きたりします。(はまった経験あり :) )
これが起こると、原因になかなか気付けません。
このデバッグには java, jre コマンドの -verbosegc オプションが有効です。


> (2)JNIのコーディングテクニックとして、オーバヘッドの大きいJNI関数の
> 呼び出し回数を減らすために、クラスのMethodIDのキャッシュ化手法があり
> ます。例えば以下のようなコードが考えれられます。

> 	static jmethodID mid = NULL;

> 	    if (mid == NULL) {
> 		jclass clazz = (*env)->GetObjectClass(env,thisObj);
> 		mid = (*env)->GetMethodID(env,clazz,"notify","()V");
> 	    }

> そのクラスをGCの対象外にして、メモリ上に確定的に常駐させる方法はありますか?

> オブジェクトであれば、JNI関数NewGlobalRef()を使用して参照し続ければ
> 良いと思います。

クラスも、java.lang.Class クラスのオブジェクトなので、
普通のオブジェクトと同様に (NewGlobalRef() を使って)
global reference として登録してしまえばよいです。

JNI の global references を使わずにクラスの unload を防ぐのは
なかなか困難です。かなり苦労しました。


> (3)一般的なJavaVMの実装では、GCが動作している間は、その時にJNIによっ
> てNativeコードを実行しているスレッドでさえも、無条件にスケジュールの
> 対象から外し、そのスレッドの動作を止めてしまいます。

GC 動作中に他のスレッドを止めることが一般的かどうかは、
世の中に山ほどある JVM を調べなければわかりませんが、
おそらくその通りだと思います。

> そうではなくて、JNIによって実行している処理が、JNI関数ではない場合は
> GCの影響を受けずにそのまま動作し、JNI関数を呼び出した時点でGCの影響
> を受ける、JavaVMの実装は実現可能でしょうか? また、そのような実装系は
> 実際にありますか?

`on the fly GC' を売りものにしている JVM を探せばよいと思います。

とはいえ、JVM 用 GC として最近研究や実装が進められているのは、
on the fly GC (プログラム自体の処理との並行動作) よりむしろ、
動作が排他的でもよいから一回の処理が短時間で済む GC、
のように思います。
generational GC や、リアルタイム処理向けに中断可能な GC など。


GC 専門家に突っ込まれないかびくびくしている首藤
  shudoh at muraoka.info.waseda.ac.jp